«STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam...

12
5ο Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Κεντρικής Μακεδονίας [193] «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» Πατσιαλά Ναυσικά 1 , Ραπτόπουλος Βασίλειος 2 , Ζωγραφοπούλου Ζωή 3 1 Δασκάλα, Αρσάκειο Δημοτικό Σχολείο Θεσσαλονίκης [email protected] 2 Δάσκαλος, Αρσάκειο Δημοτικό Σχολείο Θεσσαλονίκης [email protected] 3 Δασκάλα, Αρσάκειο Δημοτικό Σχολείο Θεσσαλονίκης [email protected] ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η εκπαίδευση STEAM διαδίδεται όλο και περισσότερο στα ελληνικά σχολεία και σύμφωνα με την ερευνητική κοινότητα μπορεί να προσφέρει πολλαπλά οφέλη στους μαθητές και στις μαθήτριες ήδη από τις πρώτες τάξεις του Δημοτικού σχολείου. Στην παρούσα εισήγηση, παρουσιάζεται η ενσωμάτωση του STEAM στο εβδομαδιαίο ωρολόγιο πρόγραμμα της Δ’ τάξης και ο τρόπος προσέγγισης και εφαρμογής του. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζεται η διαδικασία κατασκευής ενός ελικοφόρου αυτοκινήτου με τη χρήση των εκπαιδευτικών πακέτων TechCard. Αναφέρονται, επίσης, και οι έννοιες των Μαθηματικών (π.χ. συμμετρία) και της Φυσικής (π.χ. ηλεκτρικό κύκλωμα) που προσεγγίζονται κατά την κατασκευή. Ο ρόλος των εκπαιδευτικών στη διαδικασία αυτή είναι καθοδηγητικός και υποστηρικτικός και παρόλο που κάθε μαθητής κατασκευάζει το δικό του αυτοκίνητο, ενθαρρύνεται η εργασία των μαθητών σε ομάδες. Καθώς ο στόχος είναι η αποτελεσματική αλλά και ταυτόχρονα ευχάριστη εκπαιδευτική διαδικασία, παρατίθενται οι σκέψεις των παιδιών για το νέο μάθημα. Η θετική ανταπόκριση των μαθητών και των μαθητριών τόσο κατά την εκπαιδευτική διαδικασία όσο και στις γραπτές απαντήσεις που λάβαμε, αποτελούν ενθαρρυντικά στοιχεία για τη συνέχιση του προγράμματος και την πιθανή του επέκταση και στις υπόλοιπες τάξεις του Δημοτικού Σχολείου. ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Εκπαίδευση STEAM, πρωτοβάθμια εκπαίδευση, διεπιστημονικότητα, ενοποιημένη διδασκαλία ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα τελευταία χρόνια το STEM κάνει όλο και περισσότερο αισθητή την παρουσία του στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση αλλάζοντας το τοπίο στη διδασκαλία των θετικών επιστημών και κάνοντας ταυτόχρονα ένα ουσιαστικό βήμα προς τη διεπιστημονικότητα και τη διαθεματικότητα. Το STEAM αποτελεί ακρωνύμιο των λέξεων Science (Επιστήμη), Technology (Τεχνολογία), Engineering (Μηχανική), Arts (Τέχνες), και Mathematics

Transcript of «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam...

Page 1: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

5ο Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Κεντρικής Μακεδονίας

[193]

«STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

Πατσιαλά Ναυσικά1, Ραπτόπουλος Βασίλειος2,Ζωγραφοπούλου Ζωή3

1 Δασκάλα, Αρσάκειο Δημοτικό Σχολείο Θεσσαλονίκης[email protected]

2 Δάσκαλος, Αρσάκειο Δημοτικό Σχολείο Θεσσαλονίκης[email protected]

3 Δασκάλα, Αρσάκειο Δημοτικό Σχολείο Θεσσαλονίκης[email protected]

ΠΕΡΙΛΗΨΗΗ εκπαίδευση STEAM διαδίδεται όλο και περισσότερο στα ελληνικά σχολεία

και σύμφωνα με την ερευνητική κοινότητα μπορεί να προσφέρει πολλαπλάοφέλη στους μαθητές και στις μαθήτριες ήδη από τις πρώτες τάξεις τουΔημοτικού σχολείου. Στην παρούσα εισήγηση, παρουσιάζεται η ενσωμάτωσητου STEAM στο εβδομαδιαίο ωρολόγιο πρόγραμμα της Δ’ τάξης και ο τρόποςπροσέγγισης και εφαρμογής του. Πιο συγκεκριμένα, παρουσιάζεται ηδιαδικασία κατασκευής ενός ελικοφόρου αυτοκινήτου με τη χρήση τωνεκπαιδευτικών πακέτων TechCard. Αναφέρονται, επίσης, και οι έννοιες τωνΜαθηματικών (π.χ. συμμετρία) και της Φυσικής (π.χ. ηλεκτρικό κύκλωμα) πουπροσεγγίζονται κατά την κατασκευή. Ο ρόλος των εκπαιδευτικών στηδιαδικασία αυτή είναι καθοδηγητικός και υποστηρικτικός και παρόλο που κάθεμαθητής κατασκευάζει το δικό του αυτοκίνητο, ενθαρρύνεται η εργασία τωνμαθητών σε ομάδες. Καθώς ο στόχος είναι η αποτελεσματική αλλά καιταυτόχρονα ευχάριστη εκπαιδευτική διαδικασία, παρατίθενται οι σκέψεις τωνπαιδιών για το νέο μάθημα. Η θετική ανταπόκριση των μαθητών και τωνμαθητριών τόσο κατά την εκπαιδευτική διαδικασία όσο και στις γραπτέςαπαντήσεις που λάβαμε, αποτελούν ενθαρρυντικά στοιχεία για τη συνέχιση τουπρογράμματος και την πιθανή του επέκταση και στις υπόλοιπες τάξεις τουΔημοτικού Σχολείου.

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ: Εκπαίδευση STEAM, πρωτοβάθμια εκπαίδευση,διεπιστημονικότητα, ενοποιημένη διδασκαλία

ΕΙΣΑΓΩΓΗΤα τελευταία χρόνια το STEM κάνει όλο και περισσότερο αισθητή την

παρουσία του στην πρωτοβάθμια εκπαίδευση αλλάζοντας το τοπίο στηδιδασκαλία των θετικών επιστημών και κάνοντας ταυτόχρονα ένα ουσιαστικόβήμα προς τη διεπιστημονικότητα και τη διαθεματικότητα.

Το STEAM αποτελεί ακρωνύμιο των λέξεων Science (Επιστήμη), Technology(Τεχνολογία), Engineering (Μηχανική), Arts (Τέχνες), και Mathematics

Page 2: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

«Αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στη Διδακτική Πράξη» - «Τεχνολογίες, Τέχνες & Πολιτισμός στην Εκπαίδευση»

[194]

(Μαθηματικά) και είναι προέκταση του ήδη υπάρχοντος STEM στο οποίοενσωματώνεται πλέον και η τέχνη.

Η εκπαίδευση στις θετικές επιστήμες προσπαθώντας να συμβαδίσει με τιςπρόσφατες αλλαγές στην επιστήμη, στην τεχνολογία και στη μηχανική αλλά καιτη μεγάλη εξοικείωση των παιδιών με τις νέες τεχνολογίες κινδύνευε να αρχίσεινα χάνει το ενδιαφέρον της δημιουργώντας παράλληλα ένα κενό ανάμεσαστην καλλιέργεια της δημιουργικότητας και της εκπαίδευσης στις θετικέςεπιστήμες κατά την πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Η σκέψη ότι ητέχνη δεν σχετίζεται με τη λογική σκέψη και ότι οι θετικές επιστήμες δενσχετίζονται με τη δημιουργικότητα βρίσκεται πλέον στο παρελθόν, πριν ακόμητην έλευση της εκπαίδευσης STEAM. Σύμφωνα με τη νέα οπτική που υπάρχει, οιτέχνες διαδραματίζουν κομβικό ρόλο στην εκπαίδευση και θα πρέπει νασυμπεριληφθούν στη σύγχρονη εκπαίδευση για τις θετικές επιστήμες (Ko et al.,2012).

Σκοπός της παρούσας εισήγησης είναι η παρουσίαση της εφαρμογήςενός προγράμματος STEAM στη Δ’ τάξη του δημοτικού σχολείου καισυγκεκριμένα στην πρώτη από τις κατασκευές με τις οποίες ασχολήθηκαν ταπαιδιά, το ελικοφόρο αυτοκίνητο. Στόχος του προγράμματος είναι ηκατανόηση της λειτουργίας του πραγματικού κόσμου μέσα σε ένα ερευνητικόπεριβάλλον. Αυτό θα γίνει αξιοποιώντας προϋπάρχουσες γνώσεις σχετικά μενόμους της Φυσικής και της Μηχανικής και γνωρίζοντας ταυτόχρονα έννοιεςτων Μαθηματικών. Όλα τα προηγούμενα διδακτικά αντικείμενα διαθεματικάσυναντώνται με την Τέχνη.

ΣΥΝΤΟΜΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗΤα οφέλη που μπορεί να έχει για τους μαθητές και τις μαθήτριες η

ενασχόλησή τους με το STEAM από μικρή ηλικία έχει επισημανθεί από πλήθοςερευνητών (Bagiati et al., 2010; Bybee & Fuchs, 2006). Οι αντιλήψεις και οιγνώσεις ενός ατόμου σχετικά με το STEM αρχίζουν πλέον να αναπτύσσονταιπριν και κατά τη διάρκεια της πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης (NRC, 2007) καιδημιουργεί την ανάγκη ενσωμάτωσης του STEAM στο αναλυτικό πρόγραμματου Δημοτικού Σχολείου.

Σύμφωνα με τους Tsupros et al. (2009), η εκπαίδευση για το STEM αποτελείμια διεπιστημονική προσέγγιση στη μάθηση όπου ποικίλα γνωστικά αντικείμενασυνδυάζονται με καταστάσεις της πραγματικής ζωής, καθώς οι μαθητέςεφαρμόζουν όσα μαθαίνουν για τα Μαθηματικά, τη Φυσική, τη Μηχανική καιτην Τεχνολογία σε καταστάσεις που συμβάλλουν στη δημιουργία συνδέσεωνανάμεσα στο σχολείο, στην κοινωνία και στη μελλοντική τους εργασίακαθιστώντας με αυτό τον τρόπο τους μαθητές εγγράμματους στο STEM καιικανούς να ανταπεξέλθουν στις ολοένα και αυξανόμενες απαιτήσεις τηςσύγχρονης κοινωνίας. Αντίστοιχα, οι Brown et al. (2011) επισημαίνουν ότιαξιοποιώντας σωστά το STEM, τα επιμέρους γνωστικά αντικείμενααντιμετωπίζονται σαν ένα εκπαιδευτικό σύνολο.

Έννοιες της μηχανικής μαζί με προχωρημένες έννοιες των μαθηματικών καιτης φυσικής ενσωματώνονται πλέον στο αναλυτικό πρόγραμμα της

Page 3: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

5ο Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Κεντρικής Μακεδονίας

[195]

πρωτοβάθμιας εκπαίδευσης. Η ενσωμάτωση των εννοιών αυτών μέσα απόδραστηριότητες επίλυσης προβλήματος έχουν σαν σκοπό να προκαλέσουν τοενδιαφέρον των μαθητών (Katehi et al., 2009) και να ενθαρρύνουν τη μετέπειταενασχόληση τους με αυτά τα γνωστικά πεδία. Για να είναι επιτυχημένη μιατέτοιου είδους εκπαίδευση, θα πρέπει να ξεκινάει ήδη από τις πρώτες τάξεις τουδημοτικού (Swift & Watkins, 2004).

Οι Roth & Eijck (2010) σε έρευνα που διεξήγαγαν πάνω στη δια βίουμάθηση σε συνάρτηση με την επιστήμη, επισήμαναν ότι η προσοχή θα πρέπεινα είναι περισσότερο εστιασμένη στις διαδικασίες STEM παρά στη διδασκαλίααποκομμένων εννοιών προκειμένου να προετοιμάσουν καλύτερα τουςμαθητές για τον πραγματικό κόσμο των φυσικών επιστημών.

Σύμφωνα με τους Honey et al. (2014), η διδασκαλία του STEM δίνει τηδυνατότητα στους μαθητές να εμπλακούν σε καινοτόμες εκπαιδευτικέςδιαδικασίες επιλέγοντας θέματα όπως η ενέργεια ή οι μεταφορές. Το STEMπαρέχει το κατάλληλο πλαίσιο για την ενασχόληση των μαθητών και τωνμαθητριών με την επίλυση προβλήματος, την καλλιέργεια κριτικής σκέψης, τηχρήση εργαλείων και την ανάπτυξη ποικίλων δραστηριοτήτων λόγω τηςδιερεύνησης σύνθετων καταστάσεων, άτυπων προβλημάτων αποτελώνταςέτσι το ιδανικό περιβάλλον για την προσαρμογή της μάθησης στην ηλικία τωνπαιδιών (DeJarnette, 2012).

Η εκπαίδευση μαθητών και μαθητριών στο STEAM παρουσιάζει, σύμφωναμε τη βιβλιογραφία, τα εξής ακόλουθα χαρακτηριστικά (Ko et al., 2012). Πρώτον, θα πρέπει να υπάρχει προσαρμογή του περιεχομένου στο

κοινωνικοοικονομικό υπόβαθρο και περιβάλλον των εκάστοτεμαθητών/τριών συμπεριλαμβάνοντας δραστηριότητες που προτρέπουντους μαθητές να κάνουν προβλέψεις, τις οποίες θα διερευνήσουν στησυνέχεια.

Δεύτερον, τα πέντε συστατικά του STEAM δεν θα πρέπει να διαχωρίζονται.Αντιθέτως, να οργανώνονται με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργείται μιαφυσική πορεία από το ένα συστατικό στο άλλο στις βασικές έννοιες πουθα διαπραγματευτούν.

Τρίτον, είναι σημαντικό να υπάρχει πολυμορφία κατά την εφαρμογή τωνκύριων εννοιών, οι οποίες θα προσαρμόζονται στην κάθε τάξη.

Τέταρτον, κρίνεται ωφέλιμη η αξιοποίηση ποικίλων μεθόδων διδασκαλίας,όπως και διδακτικών εργαλείων.

Πέμπτον, κρίνεται σημαντική η ενίσχυση της συνεργασίας ανάμεσα σταμέλη των ομάδων στοχεύοντας με αυτό τον τρόπο στην καλλιέργειακοινωνικών και επικοινωνιακών δεξιοτήτων των παιδιών.

Έκτον, θα μπορούσε να λαμβάνεται υπ’ όψη και να γίνεται σεβαστή ηκουλτούρα και η ιστορία των άλλων χωρών και πολιτισμών, όπου είναισχετικό.

Έβδομον, παρόλο που τα πέντε συστατικά του STEAM δεν διαχωρίζονται,είναι χρήσιμο οι μαθητές και οι μαθήτριες να αναγνωρίζουν και να εκτιμούνκαι το καθένα ξεχωριστά.

Page 4: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

«Αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στη Διδακτική Πράξη» - «Τεχνολογίες, Τέχνες & Πολιτισμός στην Εκπαίδευση»

[196]

Τέλος, η εκπαίδευση STEAM θα πρέπει να ανταποκρίνεται στις ανάγκες τηςσύγχρονης κοινωνίας και να έχει τη δυνατότητα να ακολουθήσει τονκόσμο που εξελίσσεται με ταχείς ρυθμούς.

ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΤΟΥ STEAM ΣΤΟ ΩΡΟΛΟΓΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤα Αρσάκεια -Τοσίτσεια Δημοτικά Σχολεία της Φιλεκπαιδευτικής Εταιρίας

αποφάσισαν να ενσωματώσουν το STEAM αρχικά στους ομίλουςαπογευματινών δραστηριοτήτων τους. Στη συνέχεια, ενσωματώθηκε στοωρολόγιο πρόγραμμα των Αρσακείων Δημοτικών Σχολείων πανελλαδικά απότο σχολικό έτος 2017-2018. Στα σχολεία της Αθήνας, οι μαθητές και οιμαθήτριες διδάσκονται STEAM στη Γ’ τάξη, ενώ στα σχολεία της περιφέρειας,όπως και το σχολείο της Θεσσαλονίκης, το STEAM διδάσκεται εκτός από τη Γ’και στη Δ’ Δημοτικού. Σε εβδομαδιαία βάση, αφιερώνεται μια ώρα από τονεκπαιδευτικό της τάξης.

Τα υλικά που έχουν επιλεγεί είναι οι κατασκευές TechCard, οι οποίεςσυνδυάζουν το χαμηλό κόστος των υλικών με την εύκολη χρήση τους πουσυστήνεται για χρήση στο σχολικό περιβάλλον. Κάθε κατασκευή φτάνει στονμαθητή ή στη μαθήτρια μέσα σε συσκευασία, η οποία περιλαμβάνει όλα τααπαραίτητα υλικά. Η επιλογή των συγκεκριμένων υλικών δεν αποκλείει τη χρήσηάλλων εκπαιδευτικών πακέτων ή υλικών καθημερινής χρήσης. Ωστόσο, οικατασκευές TechCard κρίθηκαν ως οι καταλληλότερες τη δεδομένη στιγμή γιατους δεδομένους μαθητές.

ΠΑΙΔΑΓΩΓΙΚΗ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗΠροκειμένου να μπορέσει, όμως, να πραγματοποιηθεί με επιτυχία ένα

πρόγραμμα STEAM στο Δημοτικό Σχολείο κρίνεται απαραίτητο νααξιοποιηθούν οι κατάλληλες θεωρίες που θα βοηθήσουν, ώστε οι μαθητές ναωφεληθούν στο μέγιστο από την εφαρμογή του. Μελετώντας τη βιβλιογραφία,καταλληλότερες κρίνονται η θεωρία του κοινωνικού εποικοδομητισμού(constructivism) του Vygotsky και η θεωρία της πλαισιοθετημένης μάθησης(situated cognitive theory). Ο εποικοδομητισμός ήδη αξιοποιείται στηδιδασκαλία τις τελευταίες δεκαετίες. Πατώντας, λοιπόν, πάνω στη θεωρία αυτή,οι Bruning et al. (2004) ταυτοποίησαν μια σειρά από γνωστικά θέματα πουσχετίζονται με την εκπαίδευση στο STEAM. Αυτά συμπεριλαμβάνουν ταακόλουθα: Η μάθηση είναι μια διαδικασία όπου οι μαθητές είναι κατασκευαστές της

γνώσης και όχι απλοί αποδέκτες της Τα κίνητρα και οι αντιλήψεις των μαθητών διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο

στη γνωστική διαδικασία Η κοινωνική αλληλεπίδραση αποτελεί θεμέλιο λίθο της γνωστικής

διαδικασίας Η γνώση και οι στρατηγικές που χρησιμοποιούνται από τους μαθητές

αναπτύσσονται με τη χρήση ορισμένου πλαισίου.Λαμβάνοντας αυτά υπ’ όψη, οι προηγουμένως σκόρπιες πληροφορίες

που λάμβαναν οι μαθητές στα επιμέρους γνωστικά αντικείμενα, οργανώνονται

Page 5: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

5ο Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Κεντρικής Μακεδονίας

[197]

με τέτοιο τρόπο, ώστε να δημιουργηθεί ένα πλαίσιο που θα ενθαρρύνει τουςμαθητές να συμμετέχουν ενεργά στην κατασκευή της γνώσης και έτσιπροωθείται η διαδικασία της μάθησης, που γίνεται μαθητοκεντρική (Bransfordet al., 2000). Ταυτόχρονα απαραίτητη είναι και η κοινωνική αλληλεπίδρασημεταξύ των μαθητών στη διαδικασία αυτή.

Κάτω λοιπόν από την ομπρέλα του εποικοδομητισμού εντάσσονται ηδιδασκαλία μέσω επίλυσης προβλήματος, η αυθεντική μάθηση, ημοντελοποίηση, η κριτική και η επαγωγική σκέψη καθώς και άλλες οπτικές τηςμαθητοκεντρικής προσέγγισης (Yakman, 2010).

Εκτός από τη θεωρία του εποικοδομητισμού, αξιοποιείται η θεωρία τηςπλαισιοθετημένης μάθησης, όπως αναφέρθηκε και παραπάνω, η οποίαεκφράστηκε αρχικά από τους Brown et al. (1989) και Lave και Wenger (1991).Βάση της θεωρίας αυτής αποτελεί η κατανόηση της ιδέας ότι ο τρόποςεφαρμογής της γνώσης είναι εξίσου σημαντικός με την ίδια τη γνώση.Συνεπώς, τα πλαίσια των δραστηριοτήτων κατά την κατασκευή της γνώσηςδιαδραματίζουν εξίσου σημαντικό ρόλο. Το κατάλληλο πλαίσιο κάνει τημάθηση αυθεντική και ενδιαφέρουσα προς τους μαθητές, κάτι που εντοπίζεταιστις πρακτικές του STEAM (Kelley and Knowles, 2016).

Οι θεωρίες αυτές της μάθησης δεν εφαρμόζονται για το κάθε επιμέρουςστοιχείο του STEAM αλλά το πρόγραμμα πραγματοποιείται μέσω ενοποιημένηςδιδασκαλίας (integrative instruction). Τα οφέλη που έχουν οι μαθητές και οιμαθήτριες διδασκόμενοι μέσα από ενοποιημένη διδασκαλία όπως συμβαίνεικαι στο STEAM, έχει αναδείξει η Hartzler (2000) πραγματοποιώντας μετα-ανάλυση τριάντα ερευνών, οι οποίες διερευνούσαν τη συμβολή τηςενοποιημένης διδασκαλίας στην επίδοση των μαθητών. Στα συμπεράσματάτης αναφέρει, μεταξύ άλλων, ότι οι μαθητές που συμμετείχαν σε σχολικάπρογράμματα ενοποιημένης διδασκαλίας σημείωσαν υψηλότερες επιδόσεις σετυποποιημένα τεστ και αξιολογήσεις από μαθητές που διδάχθηκαν με τηνπαραδοσιακή διδασκαλία. Αναφέρει, επίσης, ότι μέσα από τέτοιου είδουςπρογράμματα, η διδασκαλία των μαθηματικών και των φυσικών επιστημώνείναι πιο ωφέλιμη για το σύνολο των μαθητών και ιδιαίτερα για τους μαθητές μεμέτριες και χαμηλές επιδόσεις. Εκτός από την επίδοση, όμως, παρατηρήθηκεαυξημένο ενδιαφέρον και κίνητρο για τη μάθηση.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ STEAMΚατά τη διάρκεια μιας σχολικής χρονιάς, οι μαθητές και οι μαθήτριες

ασχολούνται με τη μελέτη και την κατασκευή διάφορων κατασκευών. Στηνπαρούσα εισήγηση θα παρουσιαστεί η διδακτική προσέγγιση της πρώτηςκατά σειρά κατασκευής, η οποία είναι το ελικοφόρο αυτοκίνητο (Σχ. 4). Ταπαιδιά και από τρία τμήματα της Δ’ τάξης κατασκεύασαν το ελικοφόροαυτοκίνητο σε οκτώ μαθήματα. Παράλληλα με την κατασκευή, δόθηκαν στουςμαθητές φύλλα εργασίας σχετικά με τις έννοιες των μαθηματικών και τηςφυσικής που πραγματευτήκαμε. Η διδασκαλία του STEAM έγινε από τουςδασκάλους των τάξεων.

Page 6: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

«Αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στη Διδακτική Πράξη» - «Τεχνολογίες, Τέχνες & Πολιτισμός στην Εκπαίδευση»

[198]

Σχήμα 1: Τα υλικά που περιέχει η συσκευασία.

Αρχικά, οι μαθητές εξοικειώθηκαν με τα υλικά που περιλαμβάνει η σακούλατους (Σχ. 1) και δίνεται σε κάθε κομμάτι ένα όνομα (π.χ. κάρτα βάσης, δοκοί,ηλεκτρικός κινητήρας κλπ.). Στόχος αυτής της διαδικασίας ήταν να συζητηθείεπίσης η χρήση που μπορεί να έχει το καθένα από αυτά στο τελικό προϊόν.

Στη συνέχεια, μελετήθηκε η γεωμετρία της κάρτας βάσης (Σχ. 2). Πιοσυγκεκριμένα, οι μαθητές και οι μαθήτριες κλήθηκαν να εντοπίσουν ταγεωμετρικά σχήματα που εμφανίζονται, να εντοπίσουν τις διαφορές ανάμεσαστο τετράγωνο και το ορθογώνιο αλλά και να κάνουν τις κατάλληλεςμετρήσεις, με τη βοήθεια του χάρακά τους, ώστε να κοπεί η βάση στοκατάλληλο μέγεθος.

Σχήμα 2: Μελέτη γεωμετρίας της κάρτας βάσης (ενδεικτικά παραδείγματα).

Μετά τη δίπλωση της κάρτας, μετασχηματίστηκε η κάρτα βάσης απόορθογώνιο παραλληλόγραμμο σε ορθογώνιο παραλληλεπίπεδο. Αυτόχρησιμοποιήθηκε σαν αφορμή για τη μελέτη των τριών διαστάσεών του(μήκος, πλάτος, ύψος) αλλά και για την εξοικείωση των παιδιών με την έννοιατων παράλληλων και τεμνόμενων ευθειών σε πρώιμο στάδιο.

Page 7: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

5ο Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Κεντρικής Μακεδονίας

[199]

Προχωρώντας στο επόμενο στάδιο της κατασκευής, τοποθετήθηκε στοελικοφόρο αυτοκίνητο το πτερύγιο. Για την κατασκευή του, οι μαθητέςχρειάστηκε να μελετήσουν την έννοια της συμμετρίας, προκειμένου ναμετρήσουν και να κόψουν το ζητούμενο κομμάτι (Σχ.3).

Σχήμα 3: Πτερύγιο και Συμμετρία.

Το πτερύγιο αυτό χρησιμεύει προκειμένου πάνω του να τοποθετηθεί οηλεκτρικός κινητήρας που θα επιτρέπει την κίνηση του ελικοφόρουαυτοκινήτου. Ο ηλεκτρικός κινητήρας τροφοδοτείται από δυο μπαταρίες τάσης1,5V έκαστος, με τις οποίες συνδέεται με καλώδια. Προκειμένου όμως, ναυπάρχει κίνηση του αυτοκινήτου μόνο όταν αυτό είναι επιθυμητό,συμφωνήθηκε ότι είναι απαραίτητη η δημιουργία ενός διακόπτη που θαεπιτρέπει στο κύκλωμα να ανοίγει και να κλείνει. Για τη δημιουργία τουηλεκτρικού κυκλώματος, οι μαθητές εργάστηκαν και πειραματίστηκαν σχετικάμε τον σωστό τρόπο σύνδεσης των καλωδίων και τη δημιουργία διακόπτη μετη χρήση συνδετήρων.

Αφού ελέγχθηκε η αποτελεσματική λειτουργία του κινητήρα και τουδιακόπτη, έπρεπε να τοποθετηθεί πάνω σε αυτόν η προπέλα που θα έδινεκίνηση στο ελικοφόρο αυτοκίνητο. Για την κατάλληλη τοποθέτηση τηςπροπέλας, τα παιδιά μελέτησαν πειραματικά τον τρόπο τοποθέτησής της,μεταβάλλοντας κάθε φορά τη γωνία τοποθέτησής της. Έπειτα από κάθεπροσπάθεια ελέγχονταν αν η επιλογή τους εξυπηρετούσε την κίνηση τουελικοφόρου αυτοκινήτου.

Τελευταίο βήμα στην κατασκευή αποτέλεσε η κοπή και η τοποθέτηση τωναξόνων και των τροχών. Στο βήμα αυτό, οι μαθητές μέτρησαν τους άξονες,τους οποίους στη συνέχεια έκοψαν. Έπειτα, τοποθετήθηκαν οι τροχοί καισταθεροποιητές από αφρολέξ προκειμένου να διασφαλίζεται η ευθυγράμμισητων τροχών αλλά και η ταυτόχρονη κίνηση τροχών και αξόνων. Η έννοια τηςτριβής αναφέρθηκε εμπειρικά κατά κύριο λόγο χωρίς να δίνεται περισσότεραστοιχεία.

Page 8: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

«Αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στη Διδακτική Πράξη» - «Τεχνολογίες, Τέχνες & Πολιτισμός στην Εκπαίδευση»

[200]

Σε όλα τα στάδια υλοποίησης της κατασκευής, οι μαθητές χρωμάτισαν ταμέρη της κατασκευής πριν την τοποθέτησή τους προσδίδοντάς τους έτσι τοδικό τους υποκειμενικό στοιχείο (Σχ.4).

Σχήμα 4: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο στην τελική του μορφή.

Καθ’ όλη τη διάρκεια κατασκευής του ελικοφόρου αυτοκινήτου, οι μαθητέςεργάστηκαν ατομικά και ομαδικά. Οι προβληματισμοί που προέκυπταν καικαλούνταν να επιλύσουν και να προσπεράσουν οι μαθητές και οι μαθήτριες,συζητούνταν ομαδικά. Η επίλυση προβλήματος αποτελεί ένα βασικό συστατικότης ενοποιημένης διδασκαλίας μέσα από την οποία οι μαθητές αναπτύσσουνυψηλότερες νοητικές διεργασίες και συγκρατούν όσα μαθαίνουν (Fllis & Fouts,2001). Ατομικά ο καθένας εργαζόταν στη δική του κατασκευή συγκρίνοντας καισυζητώντας με την ομάδα τα βήματα που ακολουθούν.

Ο ρόλος του εκπαιδευτικού σε αυτή τη διαδικασία είναι υποστηρικτικός καικαθοδηγητικός. Οι εκπαιδευτικοί που υλοποιούμε το συγκεκριμένο πρόγραμμα,εργαστήκαμε για να εντοπίσουμε τις έννοιες που ήταν κατάλληλες νααναδειχθούν στη συγκεκριμένη τάξη και παράλληλα να καλλιεργήσουμε στουςμαθητές και τις μαθήτριές μας την νοοτροπία του ερευνητή επιστήμονα.Σύμφωνα με τους Moore et al. (2014), ο συνδυασμός των γνωστικώναντικειμένων βασίζεται σε προβλήματα και εμπόδια που θα αντιμετωπίσουνκατά τη διάρκεια της εκπαιδευτικής διαδικασίας οι μαθητές και οι μαθήτριες.Έτσι, μαθητές και μαθήτριες προβληματίζονται, συζητούν και αναζητούν τηλύση.

ΣΥΝΑΙΣΘΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΚΕΨΕΙΣ ΜΑΘΗΤΩΝ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΟΥ STEAMΗ προσέγγιση εννοιών των Μαθηματικών και της Φυσικής σε συνδυασμό

με την τέχνη παίζει καθοριστικό ρόλο στη φιλοσοφία και την υλοποίηση τουSTEAM στη σχολική τάξη. Εξίσου σημαντικά, όμως, είναι η θετική στάση και ταευχάριστα συναισθήματα των μαθητών και των μαθητριών προς αυτό.Πρωτύτερα αναδείχθηκε η σημασία της επιλογής του κατάλληλου πλαισίου

Page 9: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

5ο Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Κεντρικής Μακεδονίας

[201]

που θα ενθαρρύνει τους μαθητές να αλληλεπιδράσουν για να κατασκευάσουντη γνώση. Για τον λόγο αυτό, ζητήθηκε από τα παιδιά να καταγράψουν τιςεντυπώσεις και τα συναισθήματά τους για το νέο αυτό μάθημα. Πιοσυγκεκριμένα, τέθηκε το εξής ερώτημα: « Πώς σας φαίνεται το μάθημα τουSTEAM και πώς νιώθετε κατά τη διάρκεια αυτού του μαθήματος;».

Από την ανάλυση των απαντήσεων, προέκυψε ότι το σύνολο των μαθητώνκαι των τριών τάξεων είχε θετικές αντιδράσεις από την ένταξη του μαθήματοςστο ωρολόγιο πρόγραμμα του σχολείου και βιώνει θετικά συναισθήματα κατάτη διδασκαλία. Αυτό που φαίνεται να ενθουσιάζει τους μαθητές και τιςμαθήτριες είναι η ευκαιρία που έχουν να μάθουν με βιωματικό τρόπο,συνειδητοποιώντας παράλληλα ότι τα μαθηματικά, η φυσική και η τέχνησυνυπάρχουν μαζί στον κόσμο που μας περιβάλλει και δεν είναι αποκομμένααπό την πραγματικότητα.

Πολλοί από τους μαθητές και τις μαθήτριες συνειδητοποιούν τηδιαφορετική προσέγγιση στη μάθηση που φέρνει το STEAM στην τάξη, ενώταυτόχρονα αναγνωρίζουν την παρουσία των μαθηματικών και της φυσικήςκατά την κατασκευή, μαθαίνουν και χαίρονται όταν αυτό συμβαίνει. Έναςπαράγοντας που είναι πιθανό να καλλιεργεί θετικά συναισθήματα στα παιδιάαποτελεί και το γεγονός ότι δεν αισθάνονται ότι υστερούν σε σχέση με ταυπόλοιπα παιδιά καθώς όλοι καταφέρνουν να ολοκληρώσουν την κατασκευήτους συμμετέχοντας ενεργά σε όλα τα στάδιά της. Επιπλέον, παρόλο που όλοιασχολούνται με την ίδια κατασκευή, νιώθουν ότι η κατασκευή τους είναιμοναδική μιας και φιλοτεχνήθηκε από τους ίδιους.

Παρακάτω αναφέρονται ενδεικτικές απαντήσεις των μαθητών και από τατρία τμήματα:

Απάντηση 1η: «Το STEAM είναι ένα καινούριο μάθημα στο σχολείο. Μουφαίνεται πολύ ενδιαφέρον, δημιουργικό και μοναδικό από ό,τι μάθημα έχωκάνει στο σχολείο. Αυτό το μάθημα είναι από τα αγαπημένα μου. Γιατί μέσααπό αυτό μαθαίνουμε να κάνουμε δικά μας πειράματα και δικές μαςκατασκευές. Όταν κάνουμε STEAM νιώθω πολύ όμορφα.»

Απάντηση 2η: «Το μάθημα STEAM μου φαίνεται ότι είναι το πιο ωραίομάθημα που έχω κάνει ποτέ. Φτιάχνουμε κατασκευές με καλώδια, χαρτί καιάλλα πολλά υλικά. Μετά όταν τις ολοκληρώνουμε, τις παίρνουμε σπίτι μας.Μου αρέσει γιατί είναι καινούριο μάθημα και φτιάχνουμε ηλεκτρικέςκατασκευές. Όταν κάνω STEAM νιώθω ότι είμαι πολύ καλός σ’ αυτό το μάθημακαι νομίζω ότι θα φτιάξω τις πιο ωραίες κατασκευές.»

Απάντηση 3η: «Το μάθημα STEAM μου φαίνεται πολύ ωραίο πουπροστέθηκε στο σχολικό πρόγραμμα. Το STEAM μου αρέσει πάρα πολύ γιατίκάνουμε διάφορες ωραίες κατασκευές περνώντας ευχάριστα το χρόνο μας.Όταν κάνουμε STEAM νιώθω πολύ χαρούμενη. Το STEAM είναι τέλειο!!!!.»

Απάντηση 4η: «Super Tέλειο Eυχάριστο Aπίθανο Mάθημα»Απάντηση 5η: «Το STEAM μου αρέσει, είναι ενδιαφέρον και ακονίζει το

μυαλό. Όταν κάνω STEAM, μαθαίνω τον κόσμο και τα θαύματά του.»

Page 10: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

«Αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στη Διδακτική Πράξη» - «Τεχνολογίες, Τέχνες & Πολιτισμός στην Εκπαίδευση»

[202]

Απάντηση 6η: «Το STEAM είναι ένα καταπληκτικό μάθημα και αρκετάεντυπωσιακό. Είναι πολύ χαλαρωτικό και με πολλή χαρά μπαίνω στην τάξη,όταν είναι η ώρα να το διδαχθώ. Εύχομαι να συνεχιστεί και άλλες χρονιές.»

Απάντηση 7η: «Το STEAM μου αρέσει πολύ, γιατί είναι ένα πολύ δημιουργικόμάθημα. Μαθαίνουμε πολλά πράγματα βήμα βήμα, καθώς προχωράει ηκατασκευή.»

Απάντηση 8η: «Είμαι σίγουρος ότι το STEAM αρέσει σε όλα τα παιδιά καιειδικά σε όσα αγαπούν τα μαθηματικά και τη φυσική. Σίγουρα, όμως, αρέσει σεόλους να ζωγραφίζουν και να φτιάχνουν με ξεχωριστό τρόπο την κατασκευήτους.»

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑΗ ενσωμάτωση του STEAM ως ένα ξεχωριστό μάθημα στη Δ’ Δημοτικού

σίγουρα προκάλεσε θετικές εντυπώσεις και συναισθήματα στα παιδιά που τοδιδάσκονται. Εκτός αυτού, όμως, ανοίγει το μονοπάτι για την έλευση τηςφυσικής στην πέμπτη δημοτικού και βοηθάει τα παιδιά να δουν μια άλληπλευρά των Μαθηματικών. Κατασκευάζοντας το ελικοφόρο αυτοκίνητο, ταπαιδιά γνώρισαν σε βάθος έννοιες των μαθηματικών και της φυσικής έχονταςενεργό ρόλο στη διαδικασία της μάθησης, καθώς ο ρόλος του εκπαιδευτικούστην τάξη είναι καθοδηγητικός και υποστηρικτικός.

Όπως έχει ήδη αναφερθεί, ερευνητικές μελέτες επισημαίνουν ότι μέσω τηςενοποιημένης διδασκαλίας και της διεπιστημονικότητας κατά την εφαρμογήενός προγράμματος STEAM προσφέρονται περισσότερες ευκαιρίες σύνδεσηςτων εννοιών και πνευματικής αφύπνισης των μαθητών (Furner & Kumar, 2007).Αντίστοιχες παρατηρήσεις σημειώθηκαν και κατά την εφαρμογή του παρόντοςπρογράμματος. Οι μαθητές παρουσίασαν αυξημένο ενδιαφέρον για τηνεκπαιδευτική διαδικασία και μαθητές με χαμηλότερες επιδόσεις κατανόησανευκολότερα τις έννοιες που πραγματευτήκαμε αποκτώντας έτσι περισσότερηαυτοπεποίθηση και θετική στάση απέναντι στις θετικές επιστήμες, κάτι πουμπορεί να μην είχε επιτευχθεί σε αυτό το βαθμό εάν εφαρμοζόταν μια πιοπαραδοσιακή μέθοδος διδασκαλίας (π.χ. δασκαλοκεντρική). Επίσης, οιμαθητές συνεργάστηκαν αρμονικά και δέθηκαν περισσότερο σαν ομάδα. Τοπλαίσιο, λοιπόν, της κατασκευής ενός ελικοφόρου αυτοκινήτου συνέβαλε στηνεπίτευξη τόσο γνωστικών όσο και συναισθηματικών στόχων.

Παρόλο που υπήρχε από τους εκπαιδευτικούς το θεωρητικό υπόβαθρο γιατην υλοποίηση ενός τέτοιου προγράμματος, πάντα η εφαρμογή της θεωρίαςστην πράξη, πρέπει να συνοδεύεται από αναστοχασμό για τη μελλοντικήβελτίωση και εξέλιξη του προγράμματος. Ένα πολύ σημαντικό συστατικό τουSTEAM είναι η τέχνη. Στη συγκεκριμένη κατασκευή, τα παιδιά δημιούργησανσχέδια και μοτίβα στα αυτοκίνητά τους, εισάγοντας το υποκειμενικό τουςστοιχείο και φανερώνοντας την προσωπική αισθητική τους αντίληψη. Σεεπόμενες κατασκευές, σκοπεύουμε να δώσουμε στην τέχνη πιο ενεργό ρόλο.Αυτό σχεδιάζεται να γίνει γνωρίζοντας διάφορα ρεύματα της τέχνης καιχρωματίζοντας την κατασκευή εμπνεόμενοι από αυτά.

Page 11: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

5ο Πανελλήνιο Εκπαιδευτικό Συνέδριο Κεντρικής Μακεδονίας

[203]

ΑΝΑΦΟΡΕΣBagiati, A., Yoon, S. Y., Evangelou, D., & Ngambeki, I. (2010). Engineering

Curricula in Early Education: Describing the Landscape of OpenResources. Early Childhood Research & Practice, 12(2), n2.

Bransford, J. D., Brown, A. L., & Cocking, R. R. (2000). How people learn(Expanded ed.). Washington, DC: National Academy.

Brown, J. S., Collins, A., & Duguid, P. (1989). Situated cognition and theculture of learning. Educational researcher, 18(1), 32-42.

Brown, R., Brown, J., Reardon, K., & Merrill, C. (2011). Understanding Stem.Current Perceptions. Technology & Engineering Teacher, 70(6), 5-9.

Bruning, R., Schraw, G., Norby, M., & Ronning, R. (2004). Cognitivepsychology and instruction. Columbus.

Bybee, R. W., & Fuchs, B. (2006). Preparing the 21st century workforce: Anew reform in science and technology education. Journal of Research inScience Teaching, 43(4), 349-352.

DeJarnette, N. (2012). America's children: Providing early exposure toSTEM (science, technology, engineering and math)initiatives. Education, 133(1), 77-84.

Fllis, A. K., & Fouts, J. T. (2001). Interdisciplinary curriculum: The researchbase: The decision to approach music curriculum from an interdisciplinaryperspective should include a consideration of all the possible benefits anddrawbacks. Music Educators Journal, 87(5), 22-68.

Furner, J. M., & Kumar, D. D. (2007). The Mathematics and ScienceIntegration Argument: A Stand for Teacher Education. Eurasia journal ofmathematics, science & technology education, 3(3).

Hartzler, D. S. (2000). A meta-analysis of studies conducted on integratedcurriculum programs and their effects on student achievement (Doctoraldissertation, [Sl: sn]).

Honey, M., Pearson, G., & Schweingruber, H. (Eds.). (2014). STEMIntegration in K–12 Education: Status, Prospects, and an Agenda for Research.Washington, DC: National Academies Press.

Katehi, L., Pearson, G., & Feder, M. (Eds.). (2009). Engineering in K-12education: Understanding the status and improving the prospects.Washington, DC: National Academies Press.

Kelley, T. R., & Knowles, J. G. (2016). A conceptual framework forintegrated STEM education. International Journal of STEM Education, 3(1), 11.

Ko, Y., An, J., & Park, N. (2012). Development of computer, math, artconvergence education lesson plans based on smart grid technology.In Computer applications for security, control and system engineering (pp.109-114). Springer, Berlin, Heidelberg.

Lave, J., & Wenger, E. (1991). Situated learning: Legitimate peripheralparticipation. Cambridge university press.

Moore, T. J., Stohlmann, M. S., Wang, H. H., Tank, K. M., Glancy, A. W., &Roehrig, G. H. (2014). Implementation and integration of engineering in K-12

Page 12: «STEAM στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο» · «steam στη Δ’ Δημοτικού: Το ελικοφόρο αυτοκίνητο»

«Αξιοποίηση των Τ.Π.Ε. στη Διδακτική Πράξη» - «Τεχνολογίες, Τέχνες & Πολιτισμός στην Εκπαίδευση»

[204]

STEM education. Engineering in precollege settings: Research into practice,35-60.

National Research Council. (2007). Taking science to school: Learningand teaching science in grades K–8.Washington, DC: National AcademyPress.

Roth, W., & Eijck, M. (2010). Fullness of life as minimal unit: Science,technology, engineering, and mathematics (STEM) learning across the lifespan. Science Education, 94(6), 1027- 1048.

Swift, T. M., & Watkins, S. E. (2004). An engineering primer for outreach toK-4 education. Journal of STEM Education: Innovations and Research, 5(3/4),67.

Tsupros, N., Kohler, R., & Hallinen, J. (2009). STEM education: A project toidentify the missing components. Intermediate Unit, 1, 11-17.

Yakman, G. (2010). What is the point of STE@ M?–A Brief Overview. Steam:A Framework for Teaching Across the Disciplines. STEAM Education, 7.